综述:植物源性肽及生物活性化合物:食品加工中AGEs形成机制、检测及创新预防策略

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Food Bioscience 4.8

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  这篇综述系统探讨了食品加工中晚期糖基化终末产物(AGEs)的形成机制(Maillard反应三阶段)、健康危害(如糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等)及检测技术,重点提出植物源性生物活性肽和天然化合物(如抗氧化剂、抗糖化剂)作为新型抑制剂的应用潜力,为功能性食品开发提供分子机制与实用技术结合的创新思路。

  

引言
当代食品加工中热处理的普及促进了美拉德反应(MR)产物的形成,这些产物赋予食物诱人的色泽和风味(如吡嗪类、呋喃类化合物),但也衍生出具有复杂结构的晚期糖基化终末产物(AGEs)。MR分为三阶段:初始阶段还原糖与蛋白质氨基结合形成不稳定的希夫碱(Schiff base),继而通过阿马多里重排(ARP)生成稳定的早期糖化产物;最终阶段,α-二羰基化合物与蛋白质赖氨酸残基反应生成荧光性戊糖苷(pentosidine)等AGEs。这些物质不仅存在于烹饪食品(如烧烤、油炸食品)中,其体内积累还会引发氧化应激和炎症,与糖尿病、阿尔茨海默病(AD)等多种慢性疾病密切相关。

AGEs形成机制
MR终末阶段的脱水、降解和聚合反应是AGEs生成的核心路径。温度、食品成分(如还原糖含量)和储存条件显著影响AGEs的积累。例如,六碳糖分子与游离氨基的糖基化反应可形成异构化AGEs(如羧甲基赖氨酸,CML)。

检测技术与挑战
由于AGEs结构多样性和食品基质的复杂性,其检测需结合色谱(HPLC)和质谱技术。当前方法的差异主要源于AGEs的异质性和食品加工条件的多变性。

植物源性抑制剂的突破
合成抑制剂(如氨基胍)虽有效但存在毒性风险,而植物源性化合物(如多酚类、黄酮类)和生物活性肽通过以下机制展现优势:

  1. 直接捕获α-二羰基中间体,阻断AGEs前体形成;
  2. 抗氧化作用,清除MR中的自由基链反应;
  3. 与蛋白质竞争结合糖分子,减少糖化靶点。
    例如,大豆肽和绿茶提取物(EGCG)可显著降低食品模型中荧光性AGEs水平。

未来展望
整合分子动力学模拟和人工智能技术将加速抑制剂筛选,而微胶囊化等递送技术可增强植物成分在真实食品体系中的稳定性。需建立标准化的AGEs检测协议,并探索肽结构-活性关系以优化设计。

结论
通过多学科交叉策略,植物源性抑制剂有望成为功能性食品研发的关键工具,为慢性疾病预防提供膳食干预新路径。

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